論文の概要: Periodically-driven quantum thermal machines from warming up to limit cycle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.10594v2
• Date: Tue, 22 Jun 2021 01:22:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-26 01:12:51.439616
• Title: Periodically-driven quantum thermal machines from warming up to limit cycle
• Title（参考訳）: 周期駆動型量子熱機械の温暖化から限界サイクルへ
• Authors: Junjie Liu and Kenneth A. Jung and Dvira Segal
• Abstract要約: 周期駆動型量子熱機械(PD-QTM)の理論処理は、運転の極限サイクルに主に焦点をあてている。 本稿では, PD-QTMの性能を, 運転限界サイクルの前後で処理できる汎用熱力学フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.258079114494524
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Theoretical treatments of periodically-driven quantum thermal machines (PD-QTMs) are largely focused on the limit-cycle stage of operation characterized by a periodic state of the system. Yet, this regime is not immediately accessible for experimental verification. Here, we present a general thermodynamic framework that can handle the performance of PD-QTMs both before and during the limit-cycle stage of operation. It is achieved by observing that periodicity may break down at the ensemble average level, even in the limit-cycle phase. With this observation, and using conventional thermodynamic expressions for work and heat, we find that a complete description of the first law of thermodynamics for PD-QTMs requires a new contribution, which vanishes only in the limit-cycle phase under rather weak system-bath couplings. Significantly, this contribution is substantial at strong couplings even at limit cycle, thus largely affecting the behavior of the thermodynamic efficiency. We demonstrate our framework by simulating a quantum Otto engine building upon a driven resonant level model. Our results provide new insights towards a complete description of PD-QTMs, from turn-on to the limit-cycle stage and, particularly, shed light on the development of quantum thermodynamics at strong coupling.
• Abstract（参考訳）: 周期駆動型量子熱機械(PD-QTM)の理論的処理は、系の周期状態によって特徴づけられる運転の極限サイクルに主に焦点をあてる。 しかし、この体制は実験的な検証にはすぐにはアクセスできない。 本稿では,運転限界サイクルの前後でPD-QTMの性能を処理できる一般的な熱力学フレームワークを提案する。 周期性は、極限サイクルフェーズにおいても、アンサンブル平均レベルで崩壊する可能性があることを観察することによって達成される。 この観察と従来の熱力学式を用いてpd-qtmsにおける熱力学の第1法則の完全な説明は、比較的弱い系-バスカップリング下でのリミットサイクルフェーズでのみ消滅する新しい寄与を必要とすることが判明した。 重要なことに、この寄与は極限サイクルでも強いカップリングにおいて重要なものであり、熱力学的効率の挙動に大きな影響を及ぼす。 我々は、駆動共振レベルモデルに基づく量子ottoエンジンをシミュレートして、このフレームワークを実証する。 以上の結果から, PD-QTMの完全記述, ターンオンからリミットサイクル段階, 特に量子熱力学の強い結合における発展について, 新たな知見が得られた。

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